مقاوم سازی ساختمان

مقاوم سازی ساختمان چیست ؟ و چه ساختمان هایی به مقاوم سازی نیاز دارند‌؟ این سوالات متداولی است که درباره ی مقاوم سازی و تقویت ساختمان پرسیده می شود که درا ین مطلب قصد داریم به توضیحات آن بپردازیم . مقاوم سازی ساختمان در واقع مجموعه ای از اقداماتی می باشد که به روش های مختلف جهت بهبود سطح عملکرد سازه و تغییر رفتار ساختمان در برابر نیروهای وارد بر آن انجام می گیرد .
هدف از مقاوم سازی ساختمان و تقویت سازه افزایش ظرفیت باربری اجزای ساختمان و بالا بردن مقاومت سازه در برابر نیروهای وارده که یکی از آنها زلزله است می باشد ، کلیه تهمیداتی که جهت مقاوم سازی ساختمان صورت می گیرد سبب بوجود آوردن ویژگی های ساختاری مفید در سازه می گردد که پیش از انجام مقاوم سازی ساختمان ، سازه ی مورد نظر فاقد آنها بوده است .
مقاوم سازی ساختمان با توجه به آسیب های موجود در سازه که یا بر اثر خطاهای اجرایی یا طراحی می باشد ، انجام می گیرد . تکنیک مقاوم سازی با تحلیل و بررسی سازه ی موجود ، بر آورد و تحمین میزان آسیب پذیری سازه ، خطاهای موجود و در نهایت نیازمندی های ساختمان انتخاب می گردد .
به طور کلی مقاوم سازی هم با استفاده از روش های متداول (سنتی) و هم با استفاده از روش های نوین مقاوم سازی ساختمان ، انجام پذیر است .
برخی از تکنیک های تقویت سازه در باربر نیروها و بارهای ثقلی مرده و زنده عبارتند از : ژاکت فولادی ، ژاکت بتنی ، شاتکریت ، استفاده از ورق های فولادی و ….
که هر کدام از این ها مزایا و معایب خاص خود را دارند اما بطور کلی برخی از روش های مرسوم و قدیمی مقاوم سازی عموما دارای سختی و پیچیدگی های زیادی می باشند و انجام برخی از این روش ها نیازمند فضای زیادی است که محدودیت های اجرایی پروژه اجرای آنها را با مشکل روبرو می کند با این وجود روش های متداول و گاها سنتی مقاوم سازی همچنان محبوبیت خود را دارند و در پروژه های مختلفی اجرا می شوند .
پیشرفت علم و بکارگیری آن در صنعت ساختمان سبب تولید محصولات نوین برای بهسازی و مقاوم سازی ساختمان شده است . الیاف FRP یکی از محصولات نوین در صنعت تقویت و مقاوم سازی سازه می باشند که بدلیل مزایای فراوان خود تاثیر شایانی در صنعت بهسازی لرزه ای و مقاوم سازی ساختمان داشته اند .
مقاوم سازی ساختمان یا بصورت کلی یا بصورت موضعی جهت تقویت اجزای ساختمان و در نهایت افزایش سطح مقاومت سازه انجام می گیرد .
شرکت های مقاوم سازی قادر به ارائه ی راهکار های مناسبی جهت مقاوم سازی اجزای سازه نظیر تیر‌ ، ستون ، سقف و … که دچار پوسیدگی و آسیب شده یا بخش هایی از سازه که بدلیل از دست دادن مقاومت کافی خود بعلت خطاهای اجرایی و طراحی ضعیف شده اند می باشند .

 

چه ساختمان هایی به مقاوم سازی نیاز دارند

بطور کلی ساختمان هایی که بدلیل خطاهای اجرایی و طراحی در حین ساخت یا پیش از آن دچار ضعف های سازه ای و بدنبال آن افت کیفیت میزان مقاومت مطلوب خود شده اند ، نیازمند اجرای تهمیداتی برای تقویت ساختمان هستند . برخی خطاهای متداول که سبب تغییر عملکرد و رفتار ساختمان می گردد عبارتند از : اشتباهات طراحی و محاسبات ، کیفیت پایین بتن و یا اجرای نامناسب عملیات بتن ریزی ، عدم اجرای دقیق عملیات کاشت میلگرد یا رعایت نکردن تعداد فواصل از پیش تعیین شده و میلگرد گذاری ، بکارگیری مصالح نامرغول و بی کیفیت یا جوشکاری نامناسب در سازه های فولادی همگی از عواملی هستند که سبب نیاز یه ساختمان به مقاوم سازی می شود . البته ناگفته نماند که خطرات و حوادث طبیعی و گذر عمر سازه ها که سبب فرسودگی و کاهش مقاومت اجزای سازه می گردند نیز از دلایل بسیار مهمی هستند که یک مهندسین را ملزم به اجرای مقاوم سازی ساختمان ها جهت افزایش سطح مقاومت سازه و بهسازی لرزه ای به روش های مختلف می کند .

 

انواع روش های مقاوم سازی ساختمان

مقاوم سازی ساختمان با افزودن دیوار برشی :

امروزه اجرای دیوار برشی بسیار متداول تر از گذشته شده است ، با افزودن دیوار برشی به سازه ی فولادی و بتنی و مستهلک سازی نیروهای وارد بر ساختمان توسط آن می توان سختی خمشی و برشی ساختمان را افزایش داد و با جلوگیری از تغییر شکل اجزای سازه سبب مقاوم سازی ساختمان شد . دیوار برشی قادر به افزایش میزان سختی ساختمان و بالا بردن ظرفیت سازه در تحمل بارهای ثقلی و جانبی ناشی از زلزله می باشد . دیوارهای برشی در دو نوع فولادی و بتنی اجرا می شوند و مقاوم سازی با دیوار های برشی فولادی بدلیل ابعاد کمتر آن عدم تاثیرات منفی بر روی معماری سازه بیشتر مورد توجه واقع می شود .

مقاوم سازی ساختمان از طریق افزودن باربند :

افزودن بادبند به منظور افزایش مقاومت ساختمان یکی دیگر از روش های مقاوم سازی ساختمان می باشد . اجرای مهاربندی فولادی در مقاوم سازی ساختمان بتنی سبب افزایش سختی و ارتقا مقدار مقاومت برشی سازه می گردد و سیستم های مهاربندی به دو صورت همگرا و واگرا وجود دارند که مقاوم سازی با سیستم واگرا در سازه ها معیبی نظیر هزینه ی بالا و محدودیت های اجرایی دارد لذا سیستم های مهاربندی همگرا متداول تر می باشد و می تواند روش مناسبی برای بهسازی و مقاوم سازی ساختمان های بتنی و فولادی باشد .

مقاوم سازی ساختمان با افزودن قاب خمشی :

روش اضافه کردن قاب خمشی یکی از راه های افزایش مقاومت و بهبود سطح عملکرد سازه بصورت موضعی و کلی می باشد . در سیستم مقاوم سازی ساختمان از طریق افزودن قاب خمشی ، قاب های خمشی فولادی یا فلزی در نزدیکی تیرها ، ستون ها یا بازشوها اجرا می شوند و عموما در طبقات بالای ساختمان انجام نمی شوند .

مقاوم سازی ساختمان با جداسازه های لرزه ای :

جداسازه ها یا جداگر های لرزه ای یکی از روش های جدید در مقاوم سازی ساختمان و بهسازی لرزه ای سازه است . وظیفه ی جداساز های لرزه ای در تقویت ساختمان ،‌ جلوگیری از انتقال نیرو به ساختمان اصلی از طریق جداسازی ساختمان های بلند مرتبه از فونداسیون آن ها که عموما بر روی بستر زلزله خیز قرار گرفته در هنگام زلزله می باشد .
نقش اصلی جداگرهای لرزه ای در جدا کردن نیروهای حرکتی از زمین و بستر سازه به ساختمان اصلی می باشد که سبب فراهم سازی عملکرد یکپارچه و مطمئن سازه در برابر زلزله می گردد.

مقاوم سازی ساختمان با میراگر :

میراگر و دمپر ها روش های کنترلی غیر فعال سازه جهت مقاوم سازی ساختمان بویژه ساختمان های بلند مرتبه می باشند. میراگر ها یا دمپر ها به عنوان مستهلک کننده و جاذب انرژی ناشی از زمین لرزه در هنگام وقوع زلزله عمل می کنند و مانع از وارد شدن آسیب به ساختمان می شوند . میراگرهای مورد استفاده در بهسازی ساختمان بر پایه ضریب میرایی شکل گرفته اند و به همین دلیل اساس احتمال وقوع آسیب شدید در سازه که تخریب تمام یا بخشی از ساختمان را بدنبال داشته باشد تا مقدار قابل توجهی می کاهند .

مقاوم سازی  ساختمان با FRP:

مقاوم سازی با الیاف FRP یکی از روش های نوین تقویت و مقاوم سازی ساختمان است . این الیاف نوعی از الیاف پلیمری است و عموما به شکل پارچه های FRPمورد استفاده قرار می گیرند که بوسیله ی چسب مخصوص نصب الیاف یا رزین اپوکسی به سطوح مختلف متصل می شوند و سبب افزایش مقاومت کششی و برشی المان مربوطه و در نهایت مقاوم سازی ساختمان می گردند .
الیاف FRPمورد استفاده در سیستم مقاوم سازی با FRPاز دو بخش اصلی الیاف (فیبر) و ماتریس ساخته شده اند . فیبر ها یا همان الیاف FRPنقش اصلی را در باربری اجرا می کنند و ماتریس با ایجاد سیستم حفاظتی از آسیب دیدن فیبرها جلوگیری می کند .
الیاف FRPبا داشتن وزن بسیار ناچیز نسبت به فولاد ، مقامتی حدود ۲ تا ۱۰ برابر فولاد از خود نشان می دهند که همین ویژگی سبب مقاوم سازی ساختمان بدون افزایش وزن کلی ساختمان می گردد و کمک شایانی به سبک سازی ساختمان ها در سطح کشور می کند . از سایر مزایای این سیستم سهولت احرای آن و عمر طولانی الیاف FRPدر مقاوم سازی ساختمان ها می باشد . ضمنا مقاوم سازی ساختمان ها به این روش بدون ایجاد تغییرات در معماری سازه است که در فضاهایی که محدودیت های اجرایی حاکم است مقاوم سازی را امکان پذیر می سازد .

 

علل نیاز به مقاوم سازی ساختمان

۱) تقویت ساختمان و مقاوم سازی بدلیل وجود خطاهای اجرایی
۲) مقاوم سازی ساختمان و تقویت سازه بدلیل وجود خظاهای ناشی از طراحی سازه
۳) مقاوم سازی سازه و تقویت ساختمان ها بدلیل وجود ضوابط و آئین نامه های جدید
۴) مقاوم سازی و تقویت ساختمان ها بدلیل تغییرات سازه ای
۵) مقاوم سازی ساختمان بدلیل افزایش طبقات ساختمان

مقاوم سازی ساختمان های قدیمی

ساختمان های قدیمی و فرسوده که در طول مدت استفاده و بهره برداری دچار فرسودگی یا آسیب های موضعی در بخش هایی مثل تیر ها ، ستون ها ، سقف ها و …شده اند را می توان با طراحی ، محاسبات و اجرای طرح مقاوم سازی ، تقویت کرد .
با گذر زمان و افزایش صعف های ساختمان ، توانایی سازه در ارائه ی خدمات و عملکرد مورد انتظار کاهش می یابد لذا جهت پیشگیری از بروز خطرات و صدمات جانی و مالی اجرای مقاوم سازی ساختمان قدیمی امری الزامی است ضمن اینکه اصولا جایگزینی ساختمان موجود با سازه ی جدید از نظر اقتصادی به صرفه نمی باشد و انجام اینکار سبب توقف فعالیت و بهره برداری سازه می گردد .

مقاوم سازی ساختمان های قدیمی عموما بدلایل زیر انجام می گیرد :
۱) خوردگی و زنگ زدگی
۲) پدیده ی خستگی
۳) کمانش اجزای سازه
۴) طول ترک در اجزای اصلی سازه مثل تیر و ستون ها
۵) آسیب دیدن پوشش اصلی بتن

هزینه مقاوم سازی ساختمان با frp چقدر است؟

کامپوزیت FRP یکی از روش‌های نوین و کم هزینه برای مقاوم سازی ساختمان است. این روش به دلیل مزایای فراوانی که دارد، در سال‌های اخیر مورد توجه بسیاری از مهندسان و سازندگان قرار گرفته است.

عوامل موثر بر هزینه مقاوم سازی با کامپوزیت FRP

هزینه مقاوم سازی ساختمان با کامپوزیت FRP به عوامل مختلفی بستگی دارد که از جمله آن‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• نوع و میزان آسیب‌دیدگی ساختمان: هرچه میزان آسیب‌دیدگی ساختمان بیشتر باشد، هزینه مقاوم سازی نیز افزایش می‌یابد.
• نوع و ابعاد سازه: هزینه مقاوم سازی سازه‌های بزرگتر و پیچیده‌تر بیشتر است.
• نوع الیاف و رزین استفاده شده: الیاف و رزین‌های با کیفیت بالاتر، هزینه بیشتری دارند.
• شرایط محیطی: مقاوم سازی سازه‌هایی که در معرض شرایط محیطی نامساعد قرار دارند، هزینه بیشتری دارد.
• تجربه و مهارت پیمانکار: پیمانکاران با تجربه و مهارت بالاتر، هزینه بیشتری دریافت می‌کنند.

میزان صرفه‌جویی در هزینه مقاوم سازی با کامپوزیت FRP

طبق تحقیقات انجام شده، هزینه مقاوم سازی با کامپوزیت FRP در مقایسه با سایر روش‌های مقاوم سازی، بین 30 تا 70 درصد کمتر است. به عنوان مثال، هزینه مقاوم سازی یک ستون بتنی با استفاده از کامپوزیت FRP حدوداً یک سوم هزینه مقاوم سازی آن با استفاده از ژاکت بتنی است.

شرکت های مقاوم سازی ساختمان

افزایش هزنیه ی مسکن و نیاز شایان مردم به آن ، افزایش هزینه ی مصالح ساختمان ، سبک سازی ساختمان و ضرورت بکارگیری از مصالح نوین به منظور افزایش سرعت ساخت ، لزوم افزایش عمر ساختمان و بهبود عملکرد سازه در برابر خطرات طبیعی همگی از عواملی هستند که سبب فعالیت روز افزون شرکت های ساختمانی در بخش مقاوم سازی شده است .
وظایف شرکت های مقاوم سازی ساختمان بر آورد و تخمین آسیب پذیری سازه ، بررسی و تحلیل سازه ی موجود و ارائه ی راهکارهای مقاوم سازی متناسب با سازه ی موجود با هدف تامین مقاومت سازه بر اساس ضوابط و آئین نامه های موجود می باشد .
ضمنا باید توجه داشت که بدلیل موجود بودن تمام شرایط ساختمان های ساخته شده از پیش ، مقاوم سازی ساختمان و تقویت سازه ها نسبت به ساختن یک سازه ی جدید از ابتدا دارای پیچیدگی بیشتر می باشد چراکه طی مقاوم سازی ساختمان های موجود در برخی شرایط امکان دسترسی به بخش هایی که نیاز به تقویت دارند نیز وجود ندارند .